《礦物加工學》凝聚與絮凝

凝聚與絮凝在煤泥水的多相分散體系中，微細顆粒的存在對其沉降和過濾特性起著決定性的作用，借助于化學手段使微細顆粒聚集成較大顆粒絮團，成為改善煤泥水沉降及固液分離效果的有效途徑。加入某些離子，通過降低顆粒間電性斥力使份散體系失去穩(wěn)定性而形成凝聚體，稱凝聚。由于溶在液相中的高分子聚合物與細顆粒的吸附以及自身的架橋作用，使分散體系失于穩(wěn)定性而形成絮狀結(jié)合體，稱為絮凝。絮凝化學包括凝聚與絮凝原理，凝聚劑和絮凝劑的制備、性質(zhì)、使用等。

編輯ppt編輯ppt在煤泥水體系中，煤和礦物質(zhì)顆粒在正常pH條件下都荷負電。編輯ppt二、絮凝原理

絮凝原理是和絮凝劑的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。絮凝劑通常是有機高分子化合物，它有兩部分構(gòu)成：高分子骨架，活性基因。絮凝作用是由它們共同完成的?；钚曰蚺c顆粒表面通過各種鍵合作用，使得顆粒與絮凝劑結(jié)合。它決定了絮凝劑的鍵合類型以及鍵合的顆粒種類(即絮合的選擇性)。高分子骨架起到一種架橋作用，把粘結(jié)顆粒的絮凝劑分子聯(lián)系在一起，形成絮團。分子大小與絮團結(jié)構(gòu)及大小密切關(guān)系，因此，絮凝劑分子量對絮凝效果影響很大。編輯ppt三、無機凝聚劑常用無機凝聚劑如下表

低分子三價金屬鹽鋁鹽硫酸鋁氯化鋁鋁酸鈉鐵鹽硫酸鐵氯化鐵二價金屬鹽碳酸鎂碳酸氫鎂硫酸銅氯化鎂硫酸鋅硫酸亞鐵高分子聚合氯化鋁聚合硫酸鋁堿式氯化鋁PH調(diào)整劑石灰碳酸鈉苛性鈉鹽酸硫酸表常用凝聚劑表編輯ppt1.鋁鹽和鐵鹽凝聚劑

鋁鹽和鐵鹽在水中存在形態(tài)不同，產(chǎn)生凝聚的機理也不同。1)電中和凝聚。在離子含量較低情況下，Al3+和Fe3+主要以低聚合度高正電荷多核絡(luò)離子形態(tài)存在，對水中顆粒起電中和作用。2)架橋絮凝。當離子含量達到一定濃度時，Al3+和Fe3+主要以高聚合度低電荷的無機高分子及凝膠狀化合物的形式存在，它們在顆粒間起粘接架橋作用，使之絮凝。3)吸附卷掃。當離子含量較大時，Al3+和Fe3+以微小的氫氧化物凝聚形態(tài)存在，吸附和粘結(jié)水中膠體雜質(zhì)，卷帶它們一起從水中分離出去。編輯ppt2.無機高分子聚合物

聚合氯化鋁是這類物質(zhì)的代表。它并非單一分子，而是同一類不同形態(tài)的化合物，其通式為Aln(OH)編輯ppt3.低價金屬的鹽類這類離子在水中多以離子形式存在，主要通過壓縮雙電層降低表面電位達到凝聚的目的。在以上三類凝聚劑中，由于無機離子凝聚劑用量少，效果好，目前應(yīng)用最廣泛。編輯ppt四、絮凝劑絮凝劑分為天然高分子化合物和人工合成有機高分子化合物。天然高分子絮凝劑有淀粉類、纖維素的衍生物、腐植酸鈉、藻類及鹽、蛋白質(zhì)等。它們?yōu)樗苄跃酆衔?，其化學結(jié)構(gòu)、分子量、活性基各不相同，目前我國應(yīng)用和生產(chǎn)這類絮凝聚很少。編輯ppt編輯ppt人工合成高分子絮凝劑分為以下三種類型。

1）陰離子型。如聚丙烯酸鹽，水解聚丙烯酰胺、脂、腈；聚苯乙烯磺酸，纖維素/淀粉黃藥，聚丙烯酰胺二硫代氨基甲酸，聚磷酸乙烯脂。

2）陽離子型。聚乙烯亞銨，聚（N-甲基-4-乙烯氯化吡啶），聚（2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨）。

3）非離子型。聚乙烯醇，聚氧化烯，聚丙烯酰胺。編輯ppt選煤廠目前廣泛采用水解聚丙烯酰胺類絮凝劑。

考慮到鍵合作用與橋架作用的總體平衡，水解聚丙烯酰胺的水解度以30%為宜。

由于礦物和煤粒表面荷負電，陽離子型絮凝劑尤為合適，但該類型絮凝劑合成工藝復雜，價格高，目前在我國還很少生產(chǎn)和使用。編輯ppt編輯ppt1.應(yīng)用范圍凝聚劑的應(yīng)用主要兩方面：與絮凝劑配合，用于較高濃度煤泥水處理；單獨應(yīng)用處理低濃度污水以獲得澄清水。此外，部分凝聚劑在分選過程中起到分散劑和PH調(diào)整作用。絮凝劑用于分選和固液分離。用選擇性強的絮凝劑進行選擇性絮凝，是分選微細粒煤和礦物的有效方法。在固液分離時，可作為沉降絮凝劑加速顆粒沉降（如濃縮機，沉降式離心機）。也可作為助濾劑(如帶式擠壓機、過濾機)，以改善物料的可過濾性。

編輯ppt2.種類選擇與用量確定藥劑選擇與用量確定大體遵循以下步驟：1)首先應(yīng)根據(jù)煤泥水的沉降特性，篩選出幾種凝聚劑和絮凝劑。2)根據(jù)單元沉降試驗確定兩種藥劑配合方式、藥劑種類、用量范圍。3)參照試驗用量范圍最后由工業(yè)試驗確定確切用量。編輯ppt完成單元沉降試驗時應(yīng)注意幾點：1)煤泥水樣品的全面代表性(濃度、粒度、水質(zhì))。2)試驗過程必須保證相同合理的操作條件。3)要全面評價沉降效果并與現(xiàn)場要求相一致。4)要注意經(jīng)濟因素及藥劑供應(yīng)條件。工業(yè)調(diào)試最終確定用量，但保證順利調(diào)試必須做到：1)煤泥水濃度保持較低或正常水平時開始調(diào)試。2)凝聚劑采用從高用量朝低用量調(diào)，而絮凝劑采用低用量朝高用量調(diào)，最終達到合理用量。編輯ppt3.藥劑準備與添加

凝聚劑，按5%配